Alfa-emisszió (α). alfa részecskekibocsátás

A fő radioaktív kibocsátás az alfa (α), a béta (β) és a gamma (γ). Ebben a cikkben a három sugárzás közül az elsőre fogunk beszélni, hogyan fedezték fel, miből áll, sugárzása hogyan befolyásolja az anyag szerkezetét, mi a behatolási ereje és milyen kárt okoz a lényben emberi.

• Felfedezés:

1900-ban, függetlenül és szinte egyidőben, Ernest Rutherford új-zélandi fizikus (1871-1937) és a Pierre Curie francia kémikus (1859-1906) kísérletileg azonosítani tudta az alfa és béta.

Rutherford egy híres kísérletet hajtott végre, amelynek során az alábbi ábrán láthatóhoz hasonló berendezést állított fel:

A radioaktív elem mintáját egy nyílással ellátott ólomtömbbe helyezte. Mivel az ólom blokkolja a radioaktív emissziót, nem terjednének át a környezetben, hanem az ólom egyetlen nyílása felé irányítanák. Ezt az eszközt vákuumnak kitett tartályba helyezték. Két ellentétes töltéssel felvillanyozott lemezt illesztettek erre az eszközre - vagyis elektromos potenciált alkalmaztak. Az ólomtömbdel szemközti falon fényképes lemezt vagy képernyőt helyeztek cink-szulfiddal, fluoreszcens anyaggal, amely rögzíti a radioaktív emissziót.

A kísérlet során megfigyelt egyik tényező az volt, hogy az alfa-sugárzás útja a lemez negatív pólusára terelődött. Mint ismeretes, ellentétes töltések vonzzák, következésképpen arra a következtetésre jutottak az alfa sugárzások valójában pozitív részecskék.

• Alkotmány:

Idővel kiderült, hogy ezek a pozitív részecskék valójábankét proton és két neutron alkotja (⁴₂α²⁺)azaz egyenlő egy héliummaggal (⁴₂Ő). Ezen túlmenően nehéz részecskék, nagy tömegűek, mivel az elektromágneses mező eltérítette őket.

• Az alfa részecskekibocsátás következményei az atom szerkezetére:

Mint tudjuk, a sugárzás egy olyan folyamat, amely a magból indul ki - ezért a nukleáris reakciók kifejezés. Ezért magában foglalja a nukleáris töltés változását (pozitív), ami az anyag változását okozza.

Alfa részecske kibocsátása esetén (⁴₂α²⁺), az atom atomszáma (protonok száma) két egységet csökken (mert két protont veszített), tömegszáma (protonok és neutronok száma a magban) pedig négy egységet.

Nézze meg, hogyan történik ez egy alfa részecske emissziójában egy általános elem atomjából (_Z^AX):

_Z^AX → ⁴₂α²⁺ + _Z-2^A-4x

Példa:

₉₂²³⁸U → ⁴₂α²⁺ + ₉₀²³⁴Th

Az alfa-sugárzásnak is nagy az ionizáló ereje, képes két elektron befogására és héliummá válni:

⁴₂α²⁺ + 2 és^- → ⁴₂ő

• Behatolási erő:

Az alfa-részecskék sebessége alacsony, kezdetben 3000 km / s és 30 000 km / s között van. Átlagos sebessége megközelítőleg 20 000 km / s, ami a fénysebesség 5% -a. Mivel az alfa-sugárzás lassú, a nagyon alacsony behatolási teljesítmény, még egy papírlapra, ruházatra vagy bőrre sem hatol be.

A behatolási teljesítmény és a többi béta- és gamma-kibocsátás összehasonlításához lásd az alábbi ábrát:

• Emberi kár:

Alacsony behatolási erejük miatt az a kártétel, amelyet az alfa-részecskék okoznak az emberek számára kicsi. Amikor hatással vannak testünkre, az elhalt hámsejtek visszatartják őket, és legfeljebb égési sérüléseket okozhatnak.

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett